排课系统的研究与实现

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一、绪言

教务系统的排课问题是典型的多类资源组合优化问题，它是针对有限的师资、教学场地及教学时间资源，为达成最佳教学目标而进行的综合有效规划，通俗地讲即安排适当的教室、教师在恰当的时间完成学校的全部教学任务。一般而言，在教师讲授课程、班级及各门课程的课时数量确定的前提下，排课必须满足下述基本要求：教学场地要满足教学任务的条件需求；同一教学班级、教学场地及教师，在同一时间均只能进行一次教学安排。此外，课程安排还必须遵从教育教学的客观规律，使所有教学任务在尽可能科学的时间进行。为此，还必须根据下列因素对课表做出优化：各门课程安排在最适宜的授课时间；同一课程的教学时间间隔必须合理；各个班级、教师乃至学校整体的课程密度尽可能平均等。由于目前许多高校存在合班课、选修课及教学资源不足的现实，排课问题变得更为复杂。

如果课表依靠人工生成，那排课人员的工作量十分巨大，因此我们必须找到一种能自动按规则和约束条件生成课表的方法。计算机和现代网络技术为特征的现代信息技术极大地促进了高校的发展，现行的教育模式和方法面临着前所未有的挑战。基于WEB的网络课表作为一种新的教务管理形式具有非常重要的现实意义和广阔的发展前景。它给使用者提供了极大的方便，教师和学生能通过网络获得最新信息。

随着高校教育改革的不断深化，我国高校的教学管理体制正经历着学年制向学年学分制再向完全学分制过渡的重大变革。排课系统的研究与实现、以选课制为核心、以取得必要学科为毕业和获得学位标准的一种教学管理制度。与传统的学年制管理模式不同，要求在教育教学的内容、体系、方法和管理手段等方面更具有机动性、灵活性和高效性，尤其是对其核心——选课制的内容和管理体制的改革提出了更高的要求。由于现代信息技术的快速发展，校园网络技术逐渐趋于完善，网上选课为选课制提供了广阔的空间，为实施完全选课制创造了有利的条件。

网上选课它的条件很多，其中之一的是各课程的初始课表，它能使学生对各课程的上课时间、任课教师、教学内容、考试大纲等都有充分的认识，能使学生在正确选课时有个参考。

公共体育课作为学校课程的重要组成部分，由于其课程的特殊性，同一教材并行开课，即同一教材同一时间有许多不同的教师上，并且受到场地、器材、运动项目、学生

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上课人数等方面的限制，再加上其涉及面广，网上选课就显的尤其重要。为了能让学生更好地选择到自己感兴趣的、符合个人需要的运动项目，充分发挥网上选课的优势，体育部门必须提供一个比较全面的体育课表给学生作参考，让学生对运动项目、项目等级、上课时间段或上课教师进行选课，这张课表即要充分体现教师在开课时间、数量的公平、合理，又要体现引进竞争机制。使这张初始课表在网上通过学生的选择，最后形成一张真正的教学授课表。这一措施的实施它能充分发挥网上选课的优势，来提高教学质量。因此，以现代信息技术环境为依托，开发研制适应学分制管理模式的公共体育课排课系统是体育学分制教学改革的一项重要措施，并为完全学分制改革的顺利实施和网上选课系统提供有力的保障。

校园信息化建设是我国信息技术在教育领域的主要应用之一，它给学校传统教学模式带来了许多崭新的变化。传统的学校报名选课过程局限于学校内部的教学管理，大多由人工完成，不仅速度慢，而且容易出错，耗费的时间也较长。而网上选课系统则弥补了这方面的不足。把信息技术融入传统的教学管理中，是现代教学管理模式的具体体现。

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二、排课系统的研究

（一）网上排课系统

网上排课系统优势主要有：（1）全面构建信息化排课系统。结合学校的实际应用需求，将课程管理和报名管理结合起来，实行信息化管理。（2）基于WEB应用，可以在客户端通过授权随时更新。目前，信息处理系统基于WEB设计，具有易安装、成本低、易升级、可扩充、完全开放、不受站点物理空间限制等特点，所有应用数据均安装服务器端，但是在更新的时候可以通过授权给客户端的用户实行。（3）强大的动态信息交互功能。系统根据不同用户的需求提供不同的信息处理权，如添加、修改、查询等功能。（4）与广域网连接，具有强大的信息沟通功能。一个成熟的Web开发的项目可以结构化程度很高的方式进行组织和搭建，而且在整个系统的模型中，处处体现着面向对象的思想，用这种模型实现的多层结构模块之间联结松散，分工、组织都非常容易。因此，学校网上选课系统的建设正当其时。如何构建这样一个平台，使其发挥更大的效能，更大地促进校园信息管理网络化、科技化，就成为广大教育工作者不断追求的目标。

要实现这样的功能，离不开后台数据库的支持。用户注册信息、课程信息、教师信息等大量的数据都要由数据库管理系统管理。本文所述数据库的服务器端采用了Microsoft Access数据库作为ODBC（Open DataBase Connectivity ）数据源，并以先进的ADO（ActiveX Data Objects）技术进行数据存取等操作，使Web与数据库紧密联系起来。

排课系统设计思想

系统功能本系统可以实现以下功能：（1）学生：查看选修课程内容、注册添加资料、选择喜欢的课程进行报名。（2）管理员：发布选修课内容和任课教师、修改和查询报名学生的资料、报名查询、报名信息管理、数据库备份等。

总体分析通过系统功能目标，我们将选课系统的制作分为四大部分：（1）学生注册和登陆模块：这个模块的功能，就是要申请选课的学生能够填写注册资料，并提交到后台数据库。（2）管理员登陆管理模块：通过输入管理员的用户名和密码，对整个系统进行管理。（3）增加课程模块：为新开课的教师增加课程，让学生能够在注册资料页面进行选择。（4）报名信息管理模块：通过课程查询来确定报名学习该门课程的学生数量是

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否达到开班要求。

了解了具体的功能需求后，就可以分模块开始本系统的设计了。当然，这些模块只是在功能上对系统结构的划分，实际上并不能够完全把他们独立出来进行设计。对于这种较小的应用，也没有必要进行完全的模块化设计，在良好的规划下直接写程序代码更为简单一些。 系统结构

数据库的选择Access数据库的优点在于它能使用数据表示图或自定义窗体收集信息。数据表示图提供了一种类似于Excel的电子表格，可以使数据库一目了然。另外，Acces允许创建自定义报表用于打印或输出数据库中的信息。Access也提供了数据存储库，可以使用桌面数据库文件把数据库文件置于网络文件服务器，与其他网络用户共享数据库。如上所述，用Access进行关系数据库开发具备许多优点，可以在一个数据包中同时拥有桌面数据库的便利和关系数据库的强大功能数据库设计本选课系统的数据库设计主要包括以下几个模块，其中，Course表用来存放课程名称和教师名称，Scourse表用来存放课程名称和学号，User表用来存放学生注册信息。。

（二）排课流程

排课问题有如下特点：课程可以是小班教学也可以是不同专业合班；同一个教师可以讲授多门不同的课程；每次授课节次为连续的2节或3节；学生上课的教室不固定，排课阶段基本分为阶段1：下发教学计划。学校将教学计划下发到各开课学院(系)，下发的数据是课程信息和计划学生人数信息。

阶段2：落实教学任务。各学院(系)根据自身的资源情况和教师情况确定任课教师名单和开课情况等信息。此处的班级不是行政班，而是根据专业和课程等因素拆分出的学生集。阶段2结束后，各学院向学校返回(课程，教师，班级)信息。

阶段3：安排上课时间。这一阶段包括校院两级排课，但只安排课程的上课时间，不考虑地点问题。这一阶段结束后，生成每个专业的推荐课表，推荐课表是以下信息的集合：(课程，教师班级，时间)。阶段4：安排上课地点。由学校统一安排全部课程的授课地点。阶段3和4分离的目的是充分合理利用教室资源。相对于其他约束条件，可用教室资源通常可以认为是足够的。

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（三）排课的约束条件

排课过程需要满足的约束条件包括两个方面： 第一方面必须满足的硬件约束条件

(1)教师不冲突，同一位教师在同一时间只能带一门课程； (2)课表不冲突，同一张课表在同一时间只能有一门课程； (3)合班课程不冲突.合班班级必须同时参加合班课程； (4)资源限制，教师可用时段有限；教室资源有限； (5)学时要求，每门课必须达到规定的学时(学分)要求。 第二方面应尽量予以满足的软约束条件，使课表更为人性化

(1)时段要求：根据课程特点和学时要求，不同课程的时段要求不同。例如基础课、理论课、专业课尽量排上午，选修课尽量排下午；每次授课学时不超过3学时，若每周需排2次课，应隔天。

(2)教师课表的连续性要求：大多数教师希望集中、连续授课，因此每天每个教师授课节次应尽量紧凑，中间无空课时。

(3)班级课表的分散性要求：考虑到学生的接受度，学生的课表应尽量平均分散在每周的五天。

根据排课经验和高校的实际情况，我们对排课问题做以下假设和简化：

(1)教室资源足够。可用教室资源通常远远大于教师和可用时段，在排课算法设计中暂不考虑教室资源。

(2)将每天的13节课分为5个时段。

(3)不考虑学生课表的分散度要求。由于选课制度的实行，学生可以一定程度上自主调节学习计划和课表。因此，学生每周的课时数大致是均匀分散的。

(4)不考虑教师调整及合班调整情况。人工排课过程中，可以对阶段2的个别不合理操作进行调整，还可以互换两个教师所带的班级。 转贴于 中国论文下载中心 h

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致谢

首先，感谢学校领导和学院领导两年来对我的悉心培养和认真教育。

其次，本篇论文受到了地大网络学院老师的全心指导。老师们严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深的感染和激励着我。

最尊敬的老师，您治学严谨、学识渊博、思想深邃、视野雄阔、为我营造了一种良好的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身其间，耳濡目染，潜移默化，是我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式，教会我学会了很多对于我处理事情和问题的人生方法。 谢谢大家！

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参考文献

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/vri3.html